@(Linux基礎)[perf命令]
perf命令

簡介

Perf是內置于Linux內核源碼樹中的性能剖析(profiling)工具，它基于事件采樣原理，以性能事件為基礎，支持針對處理器相關性能指標與操作系統相關性能指標的性能剖析，常用于性能瓶頸的查找與熱點代碼的定位。

通過它，應用程序可以利用 PMU，tracepoint 和內核中的特殊計數器來進行性能統計。它不但可以分析指定應用程序的性能問題 (per thread)，也可以用來分析內核的性能問題，當然也可以同時分析應用代碼和內核，從而全面理解應用程序中的性能瓶頸。

使用 perf，您可以分析程序運行期間發生的硬件事件，比如 instructions retired ，processor clock cycles 等；您也可以分析軟件事件，比如 Page Fault 和進程切換。這使得 Perf 擁有了眾多的性能分析能力，舉例來說，使用 Perf 可以計算每個時鐘周期內的指令數，稱為 IPC，IPC 偏低表明代碼沒有很好地利用 CPU。Perf 還可以對程序進行函數級別的采樣，從而了解程序的性能瓶頸究竟在哪里等等。Perf 還可以替代 strace，可以添加動態內核 probe 點，還可以做 benchmark 衡量調度器的好壞。

perf命令

性能調優工具如 perf，Oprofile 等的基本原理都是對被監測對象進行采樣，最簡單的情形是根據 tick 中斷進行采樣，即在 tick 中斷內觸發采樣點，在采樣點里判斷程序當時的上下文。假如一個程序 90% 的時間都花費在函數 foo() 上，那么 90% 的采樣點都應該落在函數 foo的上下文中。只要采樣頻率足夠高，采樣時間足夠長，那么以上推論就比較可靠。因此，通過 tick 觸發采樣，我們便可以了解程序中哪些地方最耗時間，從而重點分析。

perf list

功能: 查看當前軟硬件環境、支持的性能事件。

查看所有分類事件的個數:

perf list | awk -F: '/Tracepoint event/ { lib[$1]++ } END { for (l in lib) { printf " %-16s %d\n", l, lib[l] } }' | sort | column

性能事件分類

• 硬件性能事件
• 軟件性能事件
• tracepoint event

hw：Hardware event，9個
sw：Software event，9個
cache：Hardware cache event，26個

tracepoint：Tracepoint event，775個
說明：
hw和cache是由 PMU 硬件產生的事件，比如 cache 命中，當您需要了解程序對硬件特性的使用情況時，便需要對這些事件進行采樣

sw 是內核軟件產生的事件，比如進程切換，tick 數等，與硬件無關
tracepoint是內核中的靜態 tracepoint 所觸發的事件，這些 tracepoint 用來判斷程序運行期間內核的行為細節，比如 slab 分配器的分配次數等。

提示：這里的event是預定義，可以通過perf list命令列出所有的預定義event。

perf stat

功能：分析程序的整體性能
示例：

perf stat -e task-clock ./a.out # 分析 task-clock 事件
perf stat -p 31317 # 分析 31317 進程
perf stat -t 31318 # 分析 31318 線程
perf stat -r 5 ./a.out # 分析 5 次就停止
perf stat -d ./a.out # 全面分析

perf top

功能：實時顯示系統/進程的性能統信息
示例：

perf top -a -p 31317 # 分析整個 31317 進程的性能
perf top -n -p 31317 # 顯示事件數量
perf top --show-total-period -p 31317 # 累計事件個數
perf top -G

界面解釋：

第一列: 性能事件在整個檢測域中占的比例，符號的 熱度
第二列: 符號所在 DSO(Dynamic Shared Object)
第三列: DSO 類型(ELF可執行文件，動態鏈接庫，內核，內核模塊，VDSO 等)
第四列: 符號名(函數名)

perf record/report

功能：

record: 記錄一段時間內系統/進程的性能事件，生成 perf.data 文件
report: 讀取 perf.data 文件，并顯示分析數據

示例：

perf record -g -p 31655  # 記錄一段時間的 zone_server 性能事件
perf report           # 得到分析結果
perf report -n        # 顯示對應時間的調用次數
perf report -v        # 顯示每個符號的地址
perf report -g flat,5%    #
perf report -g graph,5%   #
perf report -g fractal,5% #

perf timechart

功能： 將系統的運行狀態以 SVG 圖的形式輸出。
各處理器狀態(run, idle)
各進程的時間圖譜(run, sleep, blocked ...)
示例：

perf timechart record -p 31655

perf script

功能： 查看 perf 數據文件 (perf.data)
示例

perf script -l # 查看當前系統中可擴展腳本
perf script syscall-count # 查看系統調用被調度次數
perf script sctop # 實時查看各個系統調用被調用的次數